隧道的防火

張　軍　牛欣欣

摘要:隨著工程建設(shè)和交通事業(yè)的發(fā)展以及人類生產(chǎn)、生活的不斷需求,世界各國(guó)所建交通隧道的里程得到了迅速增加。近10年來(lái),由于不斷增長(zhǎng)的交通流量和路況改善以及運(yùn)輸物品的復(fù)雜性,增加了交通隧道的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn),引發(fā)了不少嚴(yán)重的火災(zāi)事故。

關(guān)鍵詞:隧道 工程 防火

中圖分類號(hào):TU352.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-8937(2009)03-0026-01

隧道火災(zāi)不僅嚴(yán)重威脅人的生命和財(cái)產(chǎn)安全,而且對(duì)交通設(shè)施、人類的生產(chǎn)活動(dòng)造成巨大的損壞。因此,各國(guó)近20年來(lái)都投入了相當(dāng)?shù)牧α繉?duì)隧道的火災(zāi)行為,以及火災(zāi)防護(hù)進(jìn)行了較廣泛的研究,并取得了一定成果、制訂了一些技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)。交通隧道一般包括公路隧道、鐵路隧道和地鐵隧道及城市其他交通隧道等。不同類別的隧道在火災(zāi)防護(hù)上沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別,原則上均應(yīng)根據(jù)隧道允許通行的車輛和貨物來(lái)考慮其可能的火災(zāi)場(chǎng)景,從而確定合理、有效的消防安全措施。根據(jù)有關(guān)研究,公路隧道的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)為鐵路隧道的20~25倍。

1國(guó)內(nèi)外隧道防火研究現(xiàn)狀

20世紀(jì)80年代以來(lái),國(guó)外在以下幾方面開展了研究:車輛的燃燒特性、模擬通風(fēng)對(duì)車輛燃燒的影響、煙氣增長(zhǎng)、用木垛火與庚烷火模擬正?；馂?zāi)荷載的比較、煙氣中有毒成分生成量分析、隧道內(nèi)火災(zāi)增長(zhǎng)和煙氣運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬技術(shù)、隧道內(nèi)襯在火災(zāi)中的表現(xiàn)、駕駛?cè)藛T在隧道內(nèi)的心理與行為及相關(guān)影響因素、消防救援方法與策略以及自救原則等。研究認(rèn)為:隧道火災(zāi)規(guī)模主要取決于通行車輛的類型。我國(guó)也在隧道的煙氣數(shù)值模擬、襯砌承載力評(píng)估、隧道內(nèi)溫度場(chǎng)分布等方面做過(guò)大量研究。

2公路隧道火災(zāi)預(yù)防的安全性分析

在隧道發(fā)生火災(zāi)時(shí)保證生命安全的有效安全體系取決于一些子系統(tǒng)的相互協(xié)調(diào)作用。它們包括火災(zāi)探測(cè)、報(bào)警、事故定位、通風(fēng)控制、人員疏散、煙流的通風(fēng)控制和滅火系統(tǒng)。各子系統(tǒng)是相互依賴的,因此,缺少任何一個(gè)子系統(tǒng)都會(huì)影響取得總系統(tǒng)的安全等級(jí)。目前,通過(guò)在隧道火災(zāi)方面取得的經(jīng)驗(yàn),以及對(duì)此項(xiàng)工作的各種研究和開發(fā),包括理論分析研究和通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試對(duì)隧道防災(zāi)設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供了重要參數(shù),并在火災(zāi)中發(fā)揮了各系統(tǒng)的作用,發(fā)展更完善的公路隧道火災(zāi)防災(zāi)救援安全體系結(jié)構(gòu)已成為可能。公路隧道交通環(huán)境是由“人—車—隧道”組成的系統(tǒng)。

2.1隧道自身的因素

隧道環(huán)境特征:①阻斷特征。正在駕駛車輛高速行駛的駕駛員 ,遠(yuǎn)方1km甚至再遠(yuǎn)點(diǎn)的地方突然出現(xiàn)一座橫在前方的大山,必然會(huì)影響駕駛員對(duì)路線走勢(shì)的判斷,產(chǎn)生一種“阻斷感”。②“瓶頸”感。隧道不可能像路段上那樣將路基做得較寬,另外,由于隧道中視線受阻以及“墻效應(yīng)”影響,都會(huì)使人感覺(jué)隧道有一種狹窄感,就像瓶頸一樣。③管道特征。隧道本身就像一條長(zhǎng)長(zhǎng)的管道,不管發(fā)生任何情況,前方出入口均只有一個(gè),這樣對(duì)駕駛員會(huì)產(chǎn)生慢進(jìn)洞、快出洞的心理,車速不知不覺(jué)就會(huì)加速,隧道越長(zhǎng),這種情況越明顯。④車流特征。由于隧道內(nèi)禁止超車,車流就如同不可壓縮的流體一樣,只能跟在別的車輛后面“隨波逐流”,這種環(huán)境容易造成駕駛員的煩躁心理。

2.2人的因素

隧道中駕駛員的反應(yīng)①阻斷感對(duì)于駕駛員來(lái)說(shuō)心理上容易產(chǎn)生緊張、恐懼感。進(jìn)入隧道洞口時(shí)會(huì)產(chǎn)生“黑洞效應(yīng)”,正常人的眼睛適應(yīng)需要10～15s,這就有可能導(dǎo)致汽車車流中的車輛相撞。這是洞口事故多發(fā)地段的主要原因。②在隧道這個(gè)半封閉的管道中,僅靠燈光照明遠(yuǎn)沒(méi)有洞外日光明亮、舒適,而周圍所看到的只是有限的空間和視線范圍,環(huán)境狀況遠(yuǎn)不如外面開闊、悅目,尤其車輛被夾在兩邊的邊墻中,活動(dòng)范圍有限,難免產(chǎn)生一種壓抑、不悅感。③洞內(nèi)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)聲,輪胎與路面的摩擦聲,車輛與隧道中空氣的摩擦聲,洞內(nèi)風(fēng)聲和各種噪聲等相互交織在一起,并通過(guò)墻體的反射,形成一種混響噪聲,再加上車輛在洞內(nèi)的震動(dòng)引起的共振,容易引起駕駛員的煩躁、不安。④洞內(nèi)車輛排放的有害氣體,如CO在通風(fēng)不利的條件下很容易引起火災(zāi)。

3隧道的消防安全工程設(shè)計(jì)

隧道是一種與外界直接連通口有限的相對(duì)封閉的空間。隧道內(nèi)有限的逃生條件和熱煙排除出口使得隧道火災(zāi)具有燃燒后周圍溫度升高較快、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、著火范圍往往較大、消防撲救與進(jìn)入困難等特點(diǎn),增加了疏散和救援人員的生命危險(xiǎn),隧道襯砌和結(jié)構(gòu)也受到破壞,其直接損失和間接損失巨大。因此,隧道設(shè)計(jì)中必須考慮其火災(zāi)防護(hù)措施。隧道內(nèi)的火災(zāi)危險(xiǎn)主要有客車的行李、危險(xiǎn)貨物以及車輛和隧道本身。

隧道的消防安全控制目標(biāo)主要有:提供可能的疏散設(shè)施,減少人員傷亡;方便救援和滅火行動(dòng);避免隧道內(nèi)混凝土內(nèi)襯爆裂和通過(guò)對(duì)隧道結(jié)構(gòu)、設(shè)備的防護(hù),減小隧道修復(fù)和因隧道中斷所造成的損失。在公路隧道防火設(shè)計(jì)中主要應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)耐火和防坍塌,降低隧道內(nèi)的材料的燃燒性能,設(shè)置火災(zāi)探測(cè)與報(bào)警、監(jiān)控信號(hào)系統(tǒng),規(guī)劃與設(shè)置分隔、救援、疏散和避難應(yīng)急系統(tǒng)以及煙氣控制系統(tǒng)等。

4我國(guó)開展公路隧道消防安全研究的相關(guān)建議

隧道消防安全是目前國(guó)際消防研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一,已取得了許多研究成果,但仍有大量問(wèn)題需要進(jìn)一步研究。我國(guó)在這方面所開展的工作不甚系統(tǒng)、人力物力投入不足,部門之間的合作及與國(guó)際間的合作機(jī)制尚需加強(qiáng)與完善。在具體研究?jī)?nèi)容上,作者建議在以下幾個(gè)方面重點(diǎn)開展相關(guān)的隧道消防安全工作:

①隧道火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法,建立不同類型和規(guī)模的隧道消防安全設(shè)計(jì)基準(zhǔn);②隧道火災(zāi)/煙氣模型:建立設(shè)定火災(zāi)場(chǎng)景、火災(zāi)發(fā)展和煙氣運(yùn)動(dòng)、火場(chǎng)溫度與持續(xù)時(shí)間預(yù)測(cè)方法與技術(shù);③隧道火災(zāi)試驗(yàn)方法:確定隧道結(jié)構(gòu)在特定火災(zāi)場(chǎng)景下的耐火性能及試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、防火措施;④研究隧道內(nèi)駕駛?cè)藛T和火災(zāi)中疏散人員的行為。

通過(guò)對(duì)我國(guó)公路隧道火災(zāi)防救的現(xiàn)狀討論,結(jié)合我國(guó)隧道火災(zāi)及火災(zāi)防患的分析,借鑒近年發(fā)達(dá)國(guó)家火災(zāi)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的總結(jié),我國(guó)公路隧道火災(zāi)防救的具體建議有:①應(yīng)重視防災(zāi)設(shè)計(jì);②建立隧道安全評(píng)價(jià)體系,對(duì)我國(guó)現(xiàn)有長(zhǎng)和特長(zhǎng)公路隧道進(jìn)行安全考評(píng);③開展火災(zāi)防救教育與定期演習(xí);④制訂完善的公路隧道安全設(shè)施養(yǎng)護(hù)計(jì)劃;⑤隧道通風(fēng)防災(zāi)。